📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

داخل بلورة نيتريد البورون توجد أحيانًا عيوب — أماكن تكون فيها الذرات مقلوعة أو في غير موضعها الصحيح. أحد هذه العيوب، المركز B، قادر على إصدار الضوء: فهو يمتص الطاقة ويطلقها في صورة فوتون واحد فقط. إنه مثل مصباح صغير جدًا يضيء فقط عندما يُطلب منه، ولا يعطي ضوءًا زائدًا.

وجّه العلماء نبضات ليزر قصيرة إلى المركز B ولاحظوا أنه يمكن تحويل العيب بين حالتي «مضيء» و«غير مضيء». إذا كانت النبضة مضبوطة بدقة، يتمكن العيب من «التأرجح» إلى الحالة المثارة ثم العودة، مُصدرًا فوتونًا واحدًا. هذا النمط يسمى التحكم المتماسك — إذ يُتحكم في الضوء بنفس الطريقة التي يُقلب بها المفتاح باليد.

لكن العيب سرعان ما يفقد «إعداده»: بعد 0.6 نانوثانية ينسى الحالة التي كان عليها. هذا مثل أرجوحة تتوقف تقريبًا فورًا بعد الدفع. ولكن حتى هذا الوقت القصير يكفي لاستخدام المركز B كمصدر للفوتونات عند الطلب — على سبيل المثال، في الحواسيب الكمومية حيث يحمل كل فوتون قطعة من المعلومات.

يمكن دمج هذه العيوب في نيتريد البورون في دوائر بصرية صغيرة جدًا على الشريحة. عندها، بدلاً من الليزرات والمرايا الضخمة، سنحصل على أجهزة مدمجة يولد فيها الضوء ويتحكم فيه مباشرة داخل البلورة. إنه مثل بناء مصنع للفوتونات المفردة بحجم ذرة غبار.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.18096

Defects in solid-state systems constitute a promising platform for the realization of deterministic quantum emitters. Among many candidate materials and emitters, point defects in hexagonal Boron Nitride (hBN) have recently emerged as particularly promising. In this work, we probe the coherence of an individual B center with a zero phonon line at 436 nm, under pulsed resonant excitation. We observe power-dependent Rabi oscillations up to 5{\pi}, demonstrating optical coherent control of the transition. We achieve an excellent single photon purity of 93% at {\pi}-pulse. Furthermore, we probe the coherence of the two-level system using Ramsey interferometry, revealing an inhomogeneous coherence time of T_2*=0.60 ns. These results establish B centers in hBN as viable candidates for triggered, coherent quantum emitters and represent an important step towards their integration into quantum photonic platforms.